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Eletromecânica 
Manutenção industrial 
 
 
Manutenção industrial
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AA217-06
Manutenção industrial
 SENAI-SP, 2006
Trabalho elaborado pelas CFPs 5.03, 5.68 e 6.02 e editorado por Meios Educacionais da Gerência de
Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP para o Curso Técnico de Manutenção Eletromecânica.
Coordenação técnica Airton Almeida de Moraes (GED)
Elaboração Fernando Rigolon (5.68)
Milton Antônio Scarpelin (5.03)
Vitório Moreira Yugulis (6.02)
Coordenação editorial Gilvan Lima da Silva (GED)
SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
Departamento Regional de São Paulo
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Sumário
Fundamentos da manutenção preditiva 01
• Classificação geral das técnicas de monitoramento 01
• Execução da manutenção preditiva 04
• Análise da tendência da falha 05
Técnica de análise da vibração 09
• Vibração mecânica 09
• Tipos de vibração 12
• Medições de vibração 14
• Parâmetros do sinal de vibração e unidades de medição 19
• Análise espectral das principais anomalias 22
• Mais alguns parâmetros para medição e análise de vibrações 24
• Captação dos sinais de vibração com transdutores 26
• Analisadores 27
Termômetro 35
• Termômetro com infra-vermelho 35
• Aplicação dos termômetros com infra-vermelho 36
Aplicação da termografia 37
• Termografia 38
• Aparelhos de medição 41
• termovisores 42
• Aplicação da termografia em sistemas elétricos 42
• Planejamento das inspeções termográficas 43
Ultra-som 47
• E o que é ultra-som? 47
• Aplicando o ultra-som 48
• O que é transdutor? 48
• Acoplante 49
Realizando o ensaio de ultra-som 53
• Técnicas de ensaio 53
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• Equipamento de ensaio por ultra-som 57
• Medição de espessura com o ultra-som 59
Análise de óleos lubrificantes 61
• Coletas de amostras de lubrificantes 61
Análise de lubrificantes por meio da técnica ferrográfica 65
• Conceito da ferrografia 65
• Origem da ferrografia 65
• A técnica ferrográfica 66
• Funcionamento do ferrógrafo 67
• Ferrograma 68
• Ferrografia quantitativa 69
• Ferrografia analítica 72
• Cronograma de monitoramento 73
• Comparação com outras técnicas 73
• Tipos de máquinas 76
• Casos históricos 77
Alinhamentos 81
• Alinhamentos 81
Alinhamento a laser 81
Cuidados especiais de alinhamento 89
Análise por sintomas 91
• Tomada de decisões 91
• Análise de sintomas 92
• Exemplos de aplicação 94
Tribologia 97
• Atrito 98
• Lubrificação 99
• Especificação de lubrificantes 101
• Itens de estocagem 103
• Sistemática de lubrificação 105
• Codificação convencional 107
• Controle 108
• Análise de óleos 109
• Análises físico-química 111
• Ensaios utilizados, descrição e interpretação 111
• Análise morfológica de partículas e de desgaste 115
• Custo-beneficio 117
Prestação de serviços de manutenção pró-ativa 119
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• Análise de contrato 119
• Análise de relatório 120
• Desenvolvimento de fornecedores 120
• Avaliação do desempenho 120
Abordagem estatística da falha 123
• Histograma 125
• Funções de densidade de probabilidade 125
• Taxa de falha em idade determinada 127
• O perfil de falha durante a vida de um equipamento 128
• Disponibilidade de instalações 129
Manutenção baseada na confiabilidade 131
• Processo de manutenção baseada na confiabilidade 131
• Fluxograma de decisão 134
• Risco 136
• Etapas de implantação 138
• Funções e padrão de desempenho 141
• Estudo de falhas 141
• Tarefas 146
• Planilhas 147
• Sistema de Informações 150
Referências 153
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Fundamentos da manutenção
preditiva
Uma empresa vinha desenvolvendo de modo satisfatório um programa de
manutenção, porém, o relatório final de produção indicava a possibilidade de
aperfeiçoamentos no processo. Estudos posteriores revelaram que, para aperfeiçoar o
processo com ganhos de produção, era preciso, entre outros procedimentos, incluir a
manutenção preditiva no programa de manutenção.
Após muitas reuniões entre dirigentes, gerentes, encarregados, supervisores e
operários, chegou-se ao consenso de que a empresa, para instalar um programa de
manutenção preditiva, precisaria, antes de qualquer coisa, capacitar uma equipe em
manutenção preditiva e orientar todo o pessoal por meio de treinamentos específicos.
Classificação geral das técnicas de monitoramento
Já vimos que a manutenção preditiva é aquela que indica a necessidade de
intervenção com base no estado do equipamento. A avaliação do estado do
equipamento se dá através de medição, acompanhamento ou monitoração de
parâmetros.
Esse acompanhamento pode ser feito de três formas:
• Acompanhamento ou monitoração subjetiva.
• Acompanhamento ou monitoração objetiva.
• Monitoração contínua.
Monitoração subjetiva
Variáveis como temperatura, vibração, ruído e folgas já são acompanhadas há muitos
anos pelo pessoal da manutenção, independente da existência de instrumentos.
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O ruído e o tato podem nos indicar o estado de algumas peças ou a existência de
peças frouxas.
Esses procedimentos fazem parte da monitoração da condição do equipamento, e
serão tanto mais confiáveis quanto mais experientes sejam os profissionais de
manutenção. Mesmo que a experiência propicie um identificação razoável nesse tipo
de verificação, ela não deve ser adotada como base para decisão por ser
extremamente subjetiva. Cada pessoa terá uma opinião. A temperatura de uma caixa
de mancal pode estar boa para um e estar muito alta para outro. Apesar disso, o uso
dos sentidos pelo pessoal de manutenção deve ser incentivado.
Visão, Audição, tato, olfato. Faça uso, mas seja cauteloso. Esses “instrumentos” não
são substituíveis. Certifique-se das condições de segurança antes de usar seus
sentidos.
Monitoração objetiva
A monitoração, ou o acompanhamento objetivo, é feita com base em medições
utilizando equipamentos ou instrumentos especiais.
É objetiva por:
• Fornecer um valor de medição do parâmetro que está sendo acompanhado.
• Ser o valor medido independente do operador do instrumento, desde que utilizado
o mesmo procedimento.
Para utilização de qualquer meio de acompanhamento do estado de equipamentos por
meio de instrumentos – monitoração objetiva – é fundamental que:
• O pessoal que opera os instrumentos seja treinado e habilitado para tal.
• Os instrumentos estejam calibrados.
• Haja pessoal capaz de interpretar os dados coletados e emitir diagnóstico.
E, finalmente, tão ou mais importante do que os três itens relacionados é que a média
e a alta gerência confiem no diagnóstico de seus técnicos.
Monitoração contínua
A monitoração contínua, que é também um acompanhamento objetivo, foi inicialmente
adotada em situações onde o tempo de desenvolvimento do defeito era muito curto e
em equipamentos de alta responsabilidade. Isso significa uma excelente proteção
desde que, usualmente, a monitoração contínua venha associada a dispositivos que,
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em um primeiro momento, alarmam e em seguida promovem a parada ou
desligamento do equipamento uma vez atingido o valor limite estipulado. Como os
sistemas de monitoração contínua tinham um preço muito elevado, somente na
situação descrita sua aquisição era justificada.
Com o desenvolvimento da eletrônica e de sistemas digitais, a oferta de sistemas de
monitoração teve seu leque de aplicações ampliado e o preço final tem caído. Isso vem
permitindo, também a utilização de sistemas de monitoração à distância. Um exemplo
disso é a monitoração dos grupos geradores nas usinas hidrelétricas. O sistema
instalado nas máquinas na usina fornece dados para a usina e ao mesmo tempo para
os terminais instalados na sede da empresa.É possível monitorar variáveis típicas de processo como densidade, vazão, pressão,
etc. e variáveis relacionadas mais diretamente com os equipamentos, como vibração,
temperatura de mancais, temperatura do enrolamento de motores elétricos, etc.
Outros aspectos importantes da monitoração contínua:
• Independe de pessoal
• Efetua monitoração realmente contínua, o que não é razoável de ser conseguido
com pessoas operando instrumentos.
• Pode enviar os dados em tempo real para unidades lógicas de processamento ou
computadores com programas especialistas.
• Pode ser configurada de acordo com as necessidades do cliente, fornecendo
redundância onde se exija alta confiabilidade e saídas para acoplamento de
instrumentos e processadores visando análises mais aprofundadas.
• Alguns fenômenos, particularmente na área de equipamentos rotativos, somente
podem ser detectados através do acompanhamento permanente de determinadas
variáveis.
• Alguns dados só podem ser levantados em situação de parada ou partida das
máquinas, por serem muito rápidos ou por ocorrerem em horários e condições que
inviabilizam o levantamento manual de dados.
• Sistemas de monitoração contínua são adequados para verificação de transientes,
o que não ocorre com coletores manuais.
• A existência de sistemas de monitoração é fator de economia em relação a prêmios
de seguros e tempo de campanha.
No local mais apropriado para medição é instalado um sensor ou captor que pode ser
de contato ou não, dependendo do tipo de medição. Esse sensor está ligado a um
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transdutor que faz a decodificação do sinal para que ele possa ser traduzido em
valores no indicador instalado no painel.
São comumente empregados os seguintes tipos de instalação:
• No campo. Todo o sistema, desde os sensores até o painel, é instalado no campo,
normalmente ao lado das máquinas ou instalações.
• Painel na casa de controle local, quando a indústria utiliza o conceito de casas de
controles por unidades operacionais ou conjunto fabril.
• Painel ou dados para a casa de controle central , principalmente quando a planta
usa sistema centralizado de controle como SDCD – Sistema Digital de Controle
Distribuído.
• Painel na unidade operacional, em uma das três opções acima, é dado em locais
remotos, sede da empresa, centro de controle etc. distantes fisicamente da planta.
• Os sinais de condição mecânica, elétrica ou de processos transmitidos pelos
sensores são levados até os transmissores, que são capazes de realizar cálculos
complexos, detecção de alarme e verificação de erros. Desse modo, entradas de
pressão, temperatura, rotação, fase, tensão, corrente elétrica, quando
processadas, podem fornecer a potência, carga e eficiência volumétrica; comparar
os resultados com dados previamente informados ; verificar níveis de alarme e
comunicar essas condições para PLC ou SDCD.
Execução da manutenção preditiva
Para ser executada, a manutenção preditiva exige a utilização de aparelhos adequados,
capazes de registrar vários fenômenos, tais como:
• vibrações das máquinas;
• pressão;
• temperatura;
• desempenho;
• aceleração.
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Com base no conhecimento e análise dos fenômenos, torna-se possível indicar, com
antecedência, eventuais defeitos ou falhas nas máquinas e equipamentos.
A manutenção preditiva, após a análise do fenômenos, adota dois procedimentos para
atacar os problemas detectados: estabelece um diagnóstico e efetua uma análise de
tendências.
Diagnóstico
Detectada a irregularidade, o responsável terá o encargo de estabelecer, na medida do
possível, um diagnóstico referente à origem e à gravidade do defeito constatado. Este
diagnóstico deve ser feito antes de se programar o reparo.
Análise da tendência da falha
A análise consiste em prever com antecedência a avaria ou a quebra, por meio de
aparelhos que exercem vigilância constante predizendo a necessidade do reparo.
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Graficamente temos:
O esquema a seguir resume o que foi discutido até o momento.
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A manutenção preditiva, geralmente, adota vários métodos de investigação para poder
intervir nas máquinas e equipamentos. Entre os vários métodos destacam-se os
seguintes: estudo das vibrações; análise dos óleos; análise do estado das superfícies e
análises estruturais de peças.
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Técnica de análise da
vibração
Vibração mecânica
Para compreender os fundamentos da análise de vibrações, será preciso compreender
o que é vibração mecânica. Leia atentamente o que segue, orientando-se pela figura
abaixo, que mostra um equipamento sujeito a vibrações.
Vibração mecânica é o movimento resultante da ação de uma força sobre uma
partícula de massa.
No detalhe da figura acima, o ponto P, quando em repouso ou não estimulado pela
força, localiza-se sobre o eixo x. Sendo estimulado por uma força, ele se moverá na
direção do eixo y, entre duas posições limites, eqüidistantes de x, percorrendo a
distância 2D, isto é, o ponto P realiza um movimento oscilatório sobre o eixo x.
Para que o movimento oscilatório do ponto P se constitua numa vibração, ele deverá
percorrer a trajetória 2D, denominada trajetória completa, ou ciclo, conhecida pelo
nome de período de oscilação.
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Deslocamento
De acordo com o detalhe mostrado na ilustração, podemos definir o deslocamento
como a medida do grau de distanciamento instantâneo que experimenta o ponto P no
espaço, em relação à sua posição de repouso sobre o eixo x. O ponto P alcança seu
valor máximo D, de um e do outro lado do eixo x. Esse valor máximo de deslocamento
é chamado de amplitude de deslocamento, que é medida em micrometro (µm).
Observação
1µm = 0,001mm = 10-3mm
O ponto P realiza uma trajetória completa em um ciclo, denominado período de
movimento, mais usualmente chamado freqüência de vibração.
Freqüência é a quantidade de vezes, por unidade de tempo, que um fenômeno se
repete. No caso do ponto P, a freqüência é a quantidade de ciclos que ele realiza na
unidade de tempo. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de freqüência
recebe o nome de hertz (Hz), que equivale a um ciclo por segundo.
Na literatura mecânica, é comum encontrarmos número de rotações por minuto e
ciclos por minuto como unidades de freqüência. Essas unidades podem ser aceitas,
considerando-se que o movimento de rotação do eixo é a causa, em última instância,
da existência de vibrações em uma máquina, e que quando o eixo completa uma
rotação, o ponto P descreverá um número inteiro de trajetórias completas ou ciclos.
Velocidade
O ponto P tem sua velocidade nula nas posições da amplitude máxima de
deslocamento, e velocidade máxima quando passa pelo eixo x, que é a posição
intermediária de sua trajetória. No SI, a unidade de velocidade é metros/segundo (m/s).
No caso particular do ponto P, a velocidade é expressa em mm/s.
Aceleração
Como a velocidade do ponto P varia no decorrer do tempo, fica definida uma certa
aceleração para ele.
A variação máxima da velocidade é alcançada pelo ponto P em um dos pontos
extremos de sua trajetória, isto é, ao chegar à sua elongação máxima D. Nessas
posições extremas, a velocidade não somente muda de valor absoluto, como também
de sentido, já que neste ponto ocorre inversão do movimento.
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A aceleração do ponto P será nula sobre o eixo x, pois sobre ele o ponto P estará com
velocidade máxima.
Resumindo, o movimento vibratório fica definido pelas seguintes grandezas:
deslocamento, velocidade, aceleração, amplitude e freqüência.
Amplitude e freqüência
A amplitude pode ser representada por 3 grandezas:
• Deslocamento microns/ mm
• Velocidade mm/s
• Aceleração mm/s² ou g
A freqüência é número de vezes em que o movimento se repeteem um determinado
espaço de tempo. A freqüência da vibração de Máquinas normalmente e medida em:
• Hz - Ciclos por segundo.
• CPM - Ciclos por minuto.
Segue abaixo os mecanismos de uma vibração.
Movimentos harmônicos
De acordo com a definição de vibração vista anteriormente, percebe-se que o processo
vibratório pode ser traduzido matematicamente pela teoria dos Movimentos
Harmônicos, que representam movimentos de “vai e vem” em torno de uma posição de
equilíbrio.
Os movimentos harmônicos se repetem regularmente a intervalos de tempo iguais T, e
por isso são denominados movimentos harmônicos periódicos. O tempo de repetição T
é chamado de período de oscilação e o seu inverso f = l/T de freqüência. Veja que o
sistema massa/mola da figura abaixo descreve um movimento harmônico, quando
vibra.
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Movimento harmônico descrito por um sistema massa/mola.
Note-se que no eixo do tempo a função registrada tem a forma precisa de uma
senóide, definindo, então, a forma de onda mais simples registrada durante um
movimento vibratório.
Como toda função seno, este movimento pode ser representado, matematicamente,
pela equação:
x (t) = A1 . sen (ωt + φ,)
Onde:
x (t) - deslocamento da massa m;
A1 - amplitude do onda;
ω = 2.π.f1 - velocidade angular;
φ - ângulo de fase.
Tipos de vibração
Vibrações não periódicas
São vibrações cuja curva (deslocamento x tempo) não se repete ao final de um
período. Este tipo de vibração é provocado por forças de excitação irregulares, como,
por exemplo, tráfego de veículos sobre uma ponte e forças de turbulências emaviões.
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Vibrações periódicas
São vibrações cuja curva (deslocamento x tempo) repete-se exatamente após certo
período de tempo. Vibrações periódicas são produzidas por excitações igualmente
periódicas. Este é o tipo mais freqüente de vibrações em máquinas.
Na prática, a forma de onda que se observa nas máquinas é do tipo da figura acima.
Ele é periódico, por se repetir igualmente, a cada intervalo de tempo T, mas não pode
ser classificado como harmônico, uma vez que foge das características senoidais. No
entanto, pode ser entendido como uma superposição de duas ou mais harmônicas de
diferentes freqüências.
Os sistemas que vibram são caracterizados como lineares e não lineares. Para os
primeiros, prevalece o principio da superposição e os métodos matemáticos para o seu
estudo estão bem desenvolvidos.
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Para os sistemas não lineares, os métodos de análise são bem menos conhecidos e
de difícil aplicação. Assim, costuma-se trabalhar na análise de vibrações considerando-
se que um sinal de vibração é nada mais que um somatório de várias ondas senoidais.
Isto muitas vezes pode não ser uma maneira muito precisa de encarar o problema,
quando o sistema tem parâmetros não lineares muito fortes, mas se não, é uma forma
bem próxima da realidade e que ao mesmo tempo facilita os cálculos e o entendimento
dos problemas.
Medições de vibração
A vibração mecânica é um fenômeno bastante complexo, resultante da combinação de
várias excitações simultâneas sobre a máquina ou estrutura sob consideração como
na ilustração abaixo.
As técnicas de medições agrupam número significativo de conceitos e regras práticas,
exigindo da pessoa designada para o serviço um sem número de conhecimentos.
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O responsável pela especificação dos aparelhos e processos de medidas, no caso um
técnico, engenheiro ou pesquisador, deve considerar certos fatores para que seja
tomada uma decisão sábia e correta, raciocinando sobre as etapas que seguem:
1. Que tipo de informações deseja obter.
2. Como obtê-las.
3. Onde colher os dados.
4. Como armazená-los da melhor forma.
5. De que forma apresentar os resultados.
6. Como interpretar os resultados.
7. Que decisão tomar.
O operador do instrumento precisa seguir alguns procedimentos para realizar o
trabalho:
Conhecer o aparelho.
1. Receber treinamento de utilização.
2. Tirar o maior proveito das medições.
3. Executar as medições nos pontos preestabelecidos.
4. Anotar corretamente os valores obtidos.
5. Conhecer um mínimo da dinâmica do maquinário para poder avaliar as medições e
situações de alarme.
Pontos de medição
O primeiro passo é colher os dados do maquinário em questão para se ter uma idéia
dos pontos críticos (maiores níveis de vibração) que ele apresenta.
Conhecendo o que se deseja monitorar, é preciso identificar um ponto externo
acessível durante o funcionamento da máquina.
A trajetória da vibração da fonte até o ponto de captação deve ser a mais sólida e curta
possível, garantindo a máxima veracidade na transmissão, como, por exemplo, nos
mancais de ponto de partida.
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Caso não se conheça profundamente a máquina ou equipamento, deve-se levantar o
maior numero de pontos possíveis para garantir a aquisição de todas as informações.
Escolha dos parâmetros
• deslocamento
• velocidade
• aceleração
• freqüência
Tratando-se de vibrações mecânicas, cada um dos parâmetros tem diferentes
utilidades na análise da máquina.
Vejamos cada um deles com detalhes.
Com relação ao deslocamento, temos o percurso executado por um elemento ou
sistema. A unidade oficial é o micrometro (µm).
Este parâmetro tem grande utilização na indústria para:
• indicar a vibração do maquinário;
• monitorar através de alarme de indicação, o desbalanceamento ou empenamento
de rotores;
• indicar folgas excessivas;
• verificar transmissibilidade;
• observar fadigas.
É muito importante que os pontos sejam numerados e identificados facilmente, para
uma análise posterior. Salientamos ainda que se deve registrar a direção em que foi
feita a medição (axial ou radial).
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Para avaliação da severidade, a medida do deslocamento deverá ser acompanhada da
freqüência.
Para tal, utilizamos as curvas de Rathbone que servem de guia ideal para este
parâmetro.
Tolerância para vibrações baseada no deslocamento
No caso da velocidade, cujo módulo é o produto da amplitude do sinal de
deslocamento pela freqüência circular, existe informação de severidade já embutida
com a freqüência de rotação.
A unidade normalizada para este parâmetro é o milímetro por segundo (mm/s).
É utilizado em:
• indicadores de níveis de vibração.
• acompanhamento de quase todos os componentes da máquina.
• sistemas de monitoração contínua.
A aceleração oferece uma medida de vibração com grande conotação de severidade
para componentes de alta freqüência.
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A quantificação do sinal de vibração
Existem várias maneiras de quantificar a amplitude do sinal de vibração no tempo. As
unidades de medidas podem adquirir diferentes significados.
Quantificado do sinal de vibração
Com base na figura acima pode-se definir:
a. Nível de RMS (Root Mean Square): Raiz Média Quadrática. Provavelmente é a
representação do nível de vibração mais usado. É a raiz quadrada da integral da
função quadrática da onda no domínio do tempo. O valor do RMS traduz a energia
contida na vibração e logo, o potencial de perigo da vibração. O valor do RMS de
uma onda senoidal é 1/ 2 vezes o valor de pico.
b. Valor de Pico: Define o valor máximo do sinal de vibração e é mais usado nas
medidas de impacto de curta duração. Porém, não representa nenhuma avaliação
da vibração.
c. Pico-a-Pico: Utiliza-se para quantificar vibração representada através do
parâmetro “deslocamento”. Este valor é raramente usado.
d. Nível Médio: Representa uma avaliação da vibração no tempo, porém não tem
nenhum significado físico. Na figura acima o nível médio é coincidente com o eixo
do tempo.
e. Fator de Crista: É a relação entre o valor de pico e o RMS. Quando a vibração
transforma-se em mais impulsiva, ou mais randômica, o fator de crista cresce. Um
exemplo de aplicação é em rolamentos. Àsvezes uma falha de rolamento pode
não ser detectada pelo valor de RMS, no entanto, o fator de crista altera-se.
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Parâmetros do sinal de vibração e unidades de medição
A aceleração com a qual a estrutura vibra, ou sua velocidade, ou ainda o seu
deslocamento estes três parâmetros podem ser medidos diretamente com
acelerômetros, vibrômetros ou sensores de deslocamento, ou indiretamente, como
será visto adiante. Normalmente a vibração é medida com acelerômetros, os quais
medem aceleração.
Somente a análise de freqüência pode revelar a composição de um sinal de vibração.
Para medidas de “banda larga”, em máquinas rotativas, o parâmetro velocidade é o
melhor em 70% dos casos, aceleração em 30% e deslocamento dificilmente usado. O
parâmetro deslocamento é algumas vezes usado para medir vibrações de baixa
freqüência e grandes deslocamentos, freqüentemente encontrados em estruturas
como navios, construções civis e pontes. Como regra geral sugere-se a seguinte
tabela:
Parâmetros recomendáveis para medidas de vibração.
De 1 à 50 HZ Deslocamento
De 50 a 1000 HZ Velocidade
Acima de 1000 HZ Aceleração
Durante medições em campo, observa-se uma maior estabilidade dos valores da
velocidade de vibração do que da aceleração. Quando a finalidade é monitorar o nível
de RMS para traçar curvas de tendência de falhas recomendam-se as medidas em
velocidade. Ou quando se está diante de uma análise de severidade, comparando-se
com valores recomendados por normas como a VDI-2056, ISO-2372 ou 150-3945,
obrigatoriamente deve-se estabelecer o parâmetro velocidade, como será visto no
próximo capitulo.
Quando sinais complexos como impactos e impulsos são medidos, a integração não
deve ser usada, porque introduz erros de fase, resultando em sérios erros de medida
na amplitude.
Possibilidades da análise de vibrações
Por meio da medição e análise das vibrações existentes numa máquina em operação,
é possível detectar com antecipação a presença de falhas que podem comprometer a
continuidade do serviço, ou mesmo colocar em risco a integridade física da máquina
ou a segurança do pessoal da área.
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A aplicação do sistema de análise de vibrações permite detectar e acompanhar o
desenvolvimento de falhas nos componentes das máquinas.
Por exemplo, pela análise de vibrações constatam-se as seguintes falhas:
• rolamentos deteriorados;
• engrenagens defeituosas;
• acoplamentos desalinhados;
• rotores desbalanceados;
• vínculos desajustados;
• eixos deformados;
• lubrificação deficiente;
• folgas excessivas em buchas;
• falta de rigidez;
• problemas aerodinâmicos ou hidráulicos;
• cavitação;
• desbalanceamento de rotores de motores elétricos.
O registro das vibrações das estruturas é efetuado por meio de sensores ou
captadores colocados em pontos estratégicos das máquinas. Esses sensores
transformam a energia mecânica de vibração em sinais elétricos. Esses sinais elétricos
são, a seguir, encaminhados para os aparelhos registradores de vibrações ou para os
aparelhos analisadores de vibrações.
Os dados armazenados nos registradores e nos analisadores são, em seguida,
interpretados por especialistas, e desse modo obtém-se uma verdadeira radiografia
dos componentes de uma máquina, seja ela nova ou velha.
A análise das vibrações também permite, por meio de comparação, identificar o
aparecimento de esforços dinâmicos novos, indicando uma degradação em processo de
desenvolvimento.
Os níveis de vibrações de uma máquina podem ser representados de várias maneiras;
porém, a maneira mais usual de representação é a espectral ou freqüencial, em que a
amplitude da vibração é dada de acordo com a freqüência.
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Graficamente temos:
No ponto A
0
 temos a amplitude de uma certa vibração, e no ponto A
1
 a amplitude de
uma outra vibração. Desse modo, em um espectro todos os componentes de um nível
vibratório são representados sob a forma de picos que nos permitem seguir,
individualmente, a variação da amplitude de cada vibração e discriminar, sem
mascaramentos, os defeitos em desenvolvimento nos componentes das máquinas.
A figura a seguir mostra um gráfico real de uma análise espectral. Esse gráfico foi
gerado por um analisador de vibrações completo.
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Análise espectral das principais anomalias
As anomalias espectrais podem ser classificadas em três categorias, relacionadas a
seguir.
1. Picos que aparecem nas freqüências múltiplas ou como múltiplos da
velocidade desenvolvida pelo rotor
Dentro dessa categoria, os picos são causados pelos seguintes fenômenos:
• desbalanceamento de componentes mecânicos;
• desalinhamento;
• mau ajuste mecânico;
• avarias nas engrenagens;
• turbilhonamento da película de óleo;
• excitação hidrodinâmica;
• mau estado da correia de transmissão.
O fenômeno do desbalanceamento é a causa mais comum das vibrações, sendo
caracterizado por uma forte vibração radial que apresenta a mesma freqüência de
rotação do rotor.
O desalinhamento também é bastante comum em máquinas e provoca vibrações na
mesma freqüência de rotação do rotor, ou em freqüências múltiplas, notadamente no
caso de dentes acoplados.
Quando há mau ajuste mecânico de um mancal, por exemplo, ou quando ocorre a
possibilidade de um movimento parcial dele, no plano radial surge uma vibração
numa freqüência duas vezes maior que a velocidade de rotação do eixo. Essa
vibração aparece por causa do efeito de desbalanceamento inicial e pode adquirir
uma grande amplitude em função do desgaste do mancal.
No caso de engrenamento entre uma coroa e um pinhão, por exemplo, ocorrerá
sempre um choque entre os dentes das engrenagens. Isto gera uma vibração no
conjunto, cuja freqüência é igual à velocidade de rotação do pinhão multiplicado
pelo seu número de dentes.
O mau estado de uma correia em “V” provoca variação de largura, sua deformação
etc. e, como conseqüência, faz surgirem variações de tensão que criam vibrações
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de freqüência iguais àquelas da rotação da correia. Se as polias não estiverem
bem alinhadas, haverá um grande componente axial nessa vibração.
2. Picos que aparecem em velocidades independentes da velocidade
desenvolvida pelo rotor
Os principais fenômenos que podem criar picos com freqüências não relacionadas
à freqüência do rotor são causados pelos seguintes fatores:
• Vibração de máquinas vizinhas – O solo, bem como o apoio de alvenaria que
fixa a máquina, pode transmitir vibração de uma máquina para outra.
• Vibrações de origem elétrica – As vibrações das partes metálicas do estator e
do rotor, sob excitação do campo eletromagnético, produzem picos com
freqüências iguais às do rotor. O aumento dos picos pode ser um indício de
degradação do motor; por exemplo: diferenças no campo magnético do indutor
devido ao número desigual de espiras no enrolamento do motor.
• Ressonância da estrutura ou de eixos – Cada componente da máquina
possui uma freqüência própria de ressonância. Se uma excitação qualquer tiver
uma freqüência similar àquela de ressonância de um dado componente, um
pico aparecerá no espectro.
• As máquinas são sempre projetadas para que tais freqüências de ressonância
não se verifiquem em regime normal de funcionamento, aceitando-se o seu
aparecimento somente em regimes transitórios.
3. Densidade espectral proveniente de componentes aleatórios da vibração
Os principais fenômenos que provocam modificações nos componentes aleatórios do
espectro são os seguintes:
• Cavitação – Esse fenômeno hidrodinâmico induz a vibrações aleatórias e é
necessário reconhecê-las para eliminá-las, modificando-se as características de
aspiração da bomba. A cavitação pode ser também identificada pelo ruído
característico que produz.
• Escamação dos rolamentos – A escamação de uma pista do rolamento
provoca choques e ressonância do mancal, e é fácil de se identificar com um
aparelhode medida de ondas de choque. Na análise espectral, esse fenômeno
aparece nas altas freqüências, para uma densidade espectral que aumenta à
medida que os rolamentos deterioram. Se a avaria no rolamento fosse em um
ponto apenas, seria possível ver um pico de freqüência ligado à velocidade do
rotor e às dimensões do rolamento (diâmetro das pistas interiores e exteriores,
número de rolamentos etc.), porém isto é muito raro. Na verdade, um único
ponto deteriorado promove a propagação da deterioração por toda a superfície
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da pista e por outras peças do rolamento, criando, assim, uma vibração do tipo
aleatória.
• Atrito – O atrito gera vibrações de freqüência quase sempre elevada. O estado
das superfícies e a natureza dos materiais em contato têm influência sobre a
intensidade e a freqüência das vibrações assim criadas. Parâmetros deste tipo
são esporádicos, difíceis de analisar e de vigiar.
A tabela a seguir resume as principais anomalias ligadas às vibrações.
VibraçãoCausa Freqüência Direção Observações
Turbilhão de
óleo
De 0,42 a 0,48 x
FR
FR = Freqüência
de rotação
Radial Unicamente sobre mancais lisoshidrodinâmicos com grande velocidade.
Desbalanceam
ento 1 x FR Radial Radial
Intensidade proporcional à velocidade de
rotação
Defeito de
fixação 1, 2, 3, 4 x FR Radial
Defeito de
alinhamento 2 x FR
Axial e
radial
Vibração axial em geral mais importante,
se o defeito de alinhamento contém um
desvio angular.
Excitação
elétrica 1, 2, 3, 4 x 60Hz
Axial e
radial
Desaparece ao se interromper a energia
elétrica.
Velocidade
crítica de
rotação
Freqüência
crítica do motor Radial
Aparece em regime transitório e
desaparece em seguida.
Correia em
mau estado 1, 2, 3, 4 x FR Radial
Engrenagens
defeituosas
Freqüência de
engrenamento =
F
F = no de dentes
x FR árvore
Radial +
axial
Banda lateral em torno da freqüência de
engrenamento.
Pinhão (“falsa
volta”) F ± FR pinhão
Radial +
axial
Bandas laterais em torno da freqüência de
engrenamento devido às “falsas voltas”.
Excitação
hidrodinâmica
Freqüência de
passagem das
pás
Radial e
axial
Deterioração do
rolamento Altas freqüências
Radial e
axial
Ondas de choque causadas por
escamações.
Mais alguns parâmetros para medição e análise de vibrações
Amplitude de velocidade
Para equipamentos em que a carga é relativamente CTE, ou seja, não sujeita à
variações bruscas ou pisos, como o caso de prensas ou trituradores pode-se admitir a
seguinte norma:
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• Equipamentos em muito bom estado de funcionamento, valores inferiores a
2,5mm/seg.
• Equipamentos com começo de falha valores entre 2,5 e 4mm/seg.
• Equipamentos com algum componente estragado ou com elementos
desbalanceados, valores entre 4 e 6,5mm/seg.
• Trocar componentes imediatamente ou elementos muito desbalanceados, valores
superiores a 6,5mm/seg.
Equipamentos
A evolução do estado e estimativa da vida útil se obtém de forma direta mediante a
leitura do padrão incorporado à escala entre 200 e 12.000rpm para motores elétricos,
bombas, ventiladores, árvores de transmissão, eixos conduzidos etc:
Para valores superiores à 12.000rpm pode-se confundir o defeito do rolamento com um
desbalanceamento do rotor da máquina.
Caixas de engrenagens
A freqüência do sinal gerado por engrenagens se encontra dentro da faixa
correspondente à dos rolamentos, devendo ser tomadas as seguintes precauções:
1. Verificar se o redutor funcionando a plena carga e com todos os seus rolamentos
em perfeitas condições, os valores medidos não superam 1/3 da escala.
2. Para redutores que cumpram a condição acima, acusando um aumento do valor
medido localizado em um dos rolamentos, a classificação de seu estado mecânico
será diretamente indicada pela escala. Quando se observa um desenvolvimento
generalizado dos valores medidos, deverá ser considerada a possibilidade de
falhas na engrenagem como dentes estragados, deficiência na lubrificação,
desgaste, desajuste, etc.
3. Para redutores que não satisfaçam a condição l, não será possível distinguir entre
as falhas dos rolamentos ou das engrenagens.
Determinação de freqüência
Na determinação da freqüência das vibrações deverão ser feitas medições sucessivas
de velocidade e deslocamento em um mesmo ponto: com ambos valores e utilizando o
gráfico l pode-se encontrar o valor da freqüência correspondente.
Naturalmente para este cálculo da freqüência, supõe-se que a vibração é uma senoide
pura.
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Captação dos sinais de vibração com transdutores
Os sensores são componentes fundamentais para o recebimento de informações,
merecendo uma atenção bastante cuidadosa por parte do usuário.
Existem dois tipos de transdutores básicos para a medida de vibração mecânica:
absolutos e relativos.
São chamados absolutos os transdutores que medem a vibração de um corpo sem
vínculo com alguma referência externa, ou seja, somente o movimento alternado é
medido. Nesta categoria estão o vibrômetro e o acelerômetro, que são firmemente
presos ao equipamento sob medição.
Os transdutores denominados relativos são acondicionados fora do elemento cuja
vibração se deseja medir, e ela é captada em relação àquele ponto de fixação.
Sensores ou captadores
Existem três tipos de sensores mecânico-elétricos baseados em três diferentes
sistemas de transdução:
• sensores eletrodinâmicos: detectam vibrações absolutas de freqüências
superiores a 3Hz (180cpm).
• sensores piezoelétricos: detectam vibrações absolutas de freqüências superiores
a 1Hz (60cpm).
• sensores indutivos (sem contato ou de proximidade): detectam vibrações
relativas desde 0 Hz, podendo ser utilizados tanto para medir deslocamentos
estáticos quanto dinâmicos.
Registradores e medidores
Esses aparelhos medem a amplitude das vibrações, permitindo avaliar a sua
magnitude. Medem, também, a freqüência, possibilitando identificar sua fonte
causadora.
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Os registradores podem ser analógicos ou digitais, e estes últimos tendem a ocupar
todo o espaço dos primeiros.
Analisadores
Existem vários tipos e, entre eles, destacam-se: analisadores de medição global,
analisadores com filtros conciliadores (fornecem medidas filtradas para uma gama de
freqüência escolhida, sendo que existem os filtros de porcentagem constante e os de
largura da banda espectral constante) e analisadores do espectro em tempo real.
Os analisadores de espectro e os softwares associados a eles, com a presença de um
computador, permitem efetuar:
• zoom, que é uma função que possibilita a ampliação de bandas de freqüência;
• a diferenciação e integração de dados;
• a comparação de espectros;
• a comparação de espectros com correção da velocidade de rotação.
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Gráfico geral de vibração
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Gráfico para a determinação da freqüência de uma vibração
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Gráfico para avaliação de rolamentos
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Equipamento G – Grandes máquinas solidárias a um único bloco de fundação
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Equipamento do grupo T – Grandes máquinas turbinas e turbo compressores
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Equipamentos do grupo M – Máquinas médias, motores entre 15 a 75kw
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Equipamento do grupo K – Motores elétricos até 15kw, moto–bombas e monobloco
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Termômetro
Termômetro é um instrumento utilizado para medir temperaturas. Existem vários tipos
de termômetros que podem ser aplicados em diversas áreas, desde a clínica até a
industrial, para monitoramento das temperaturas dos ambientes. Na mecânica, o
controle de temperatura está diretamente ligado à manutenção dos equipamentos, pois
temperaturaselevadas podem ser sinal de mau funcionamento de um conjunto ou
elemento mecânico.
Na mecânica, os termômetros são empregados nos processos de manutenção
preditiva, já que muitas vezes o monitoramento dos equipamentos por meio deles pode
antever possíveis danos e eventuais paradas por quebra.
Termômetro com infra-vermelho
O termômetro com sensor infra-vermelho, que é o componente que capta a
temperatura, é um instrumento que faz leitura da temperatura sem manter contato com
o equipamento; alguns desses termômetros possuem uma mira laser que facilita no
direcionamento do infra-vermelho.
Termômetros infravermelhos
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Termômetro infravermelho com mira laser
Aplicação dos termômetros com infra-vermelho
O termômetro com infra-vermelho é muito empregado nas manutenções mecânica e
elétrica, pois possibilita as medições de temperatura com a máquina ou equipamento
em funcionamento, fornecendo, instantaneamente, a uma distância segura, valores de
temperatura que indicam possíveis anomalias no equipamento analisado.
O termômetro com infra-vermelho pode ser aplicado em:
• rolamentos, eixos e engrenagens;
• painéis elétricos, disjuntores e geradores;
• vazamentos de dutos;
• monitoração de cilindros de motores a combustão.
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Aplicação da termografia
O objetivo é apresentar aplicação do termovisor nas instalações elétricas como meio
de detecção de possíveis falhas.
É de grande importância a manutenção pois possibilita efetivar a medição de
temperatura à distância sem necessidade de contato físico, obtendo-se informações
sobre as condições dos componentes medidos.
A termografia é uma técnica utilizada nas medições de temperaturas a partir da
radiação naturalmente emitida pêlos corpos no campo do infravermelho.
Esta técnica possibilita a medição de temperatura à distância e a determinação de
imagens térmicas (termogramas) a partir da radiação infravermelha naturalmente
emitida pêlos corpos em função de sua temperatura absoluta. Uma das aplicações
mais importantes se dá no campo dos sistemas elétricos.
A medição é realizada com instrumento denominado termovisor e são comparados os
resultados entre as radiações emitidas pelo objeto observado e a radiação de uma
temperatura de referência que, normalmente, é a do meio ambiente.
Na área elétrica, a termografia é de grande importância, pois permite localizar
componentes defeituosos sem a necessidade de contato físico e interrupções de
fornecimento de energia ao sistema elétrico.
Falhas em redes de transmissão, distribuição, subestações e centros de carga podem
causar interrupções não programadas, cuja prevenção pode ser auxiliada pela
termografia.
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Termografia
A existência da porção infravermelha no espectro eletromagnético foi descoberto em
1800 pelo astrônomo inglês Sir. Willian Hersschel. A descoberta ocorreu durante suas
pesquisas para novos materiais nos filtros éticos dos telescópios usados para análise
dos fenômenos solares.
Entre 1920 e 1940, vários programas secretos, para fins militares, se concentraram no
desenvolvimento de detectores de infravermelho que detectassem o movimento de
tropas e da artilharia inimiga durante a noite.
Os sistemas inicialmente desenvolvidos necessitavam, aproximadamente, de 10
minutos para a formação de imagens térmicas, e se restringiam a objetos fixos.
A partir de 1965, foi introduzido no mercado o primeiro instrumento capaz de formar
imagens térmicas instantâneas, tanto para objetos fixos como em movimento.
Na década de 70 a termografia se tomou uma técnica largamente utilizada nas
indústrias siderúrgicas, companhias de geração e distribuição de energia elétrica,
indústrias petroquímicas, medicina etc.
A técnica que permite a interpretação pela visão humana, através do espectro
infravermelho da radiação emitida pêlos corpos, é chamada de termografia.
A termografia possibilita a obtenção de imagens térmicas, chamadas termogramas, as
quais permitem uma análise quantitativa para identificação de níveis isotérmicos e a
determinação da temperatura dos corpos.
Conceito de termografia
Termografia é o nome dado à técnica de se obter imagens de calor ou imagens de
irradiações infravermelho empregando equipamentos eletrônicos ou câmeras às quais
possibilitam visualizar as variações de irradiações infravermelho em um visor que
inclusive pode ser gravado por diversos métodos.
Emissividade
Emissividade é um dos três termos bastante usados quando se refere à termografia ou
medidas de temperatura.
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Os três termos portanto são:
• Emissividade = E
• Reflexão = R
• Transmissão = T
Para entendermos esses termos, vamos observar a figura a seguir:
A = absorção
R = reflexão
T = transmissão
E = emissividade
O corpo do lado esquerdo está mais aquecido que o da direita, portanto está irradiando
calor para o corpo do lado direito. O que pode ocorrer com o calor ou energia irradiada
(raios infravermelhos) ao chegar no corpo da direita é o seguinte:
1. Parte da energia é absorvida (A) pelo corpo da direita
2. Parte da energia é refletida (R) pelo corpo da direita
3. Parte da energia é completamente transmitida (T) pelo corpo da direita
Então, dependendo das características do corpo da direita, mais ou menos energia
será absorvida ou mais ou menos será refletida, ou então, mais ou menos será
transmitida.
A soma da energia absorvida + refletida + transmitida é igual a 100% da energia
irradiada, portanto, a soma dos coeficientes A, R e T deve ser igual a 1.
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Se a situação é invertida, e o corpo da direita está agora mais aquecido que o da
esquerda, vai ocorrer transferência de calor (energia) para o do corpo do lado
esquerdo.
Pode ser demonstrado que a característica própria do corpo ou seja, sua capacidade
de irradiar calor (Emissividade), é exatamente igual à sua capacidade de absorver
calor.
Desta forma, A (Absorção) pode ser substituída por E (Emissividade), resultando no
que foi colocado na fórmula da figura anterior E + R + T = 1.
A emissividade de um corpo depende do tipo do material que é constituído o corpo
(borracha, ferro, cerâmica etc.) e também como é a superfície do corpo (áspera, lisa,
lustrosa, etc.).
A seguir, temos uma tabela de diversos materiais com diferentes superfícies e as
respectivas emissividades.
Material Superfície E
Alumínio Polida
Áspera
Oxidada
05
07
25
Amianto Cartão
Papel
22
03
Latão Leve esmaltado
Refratário
Bem queimado
Comum de barro
85
85
90
94
Bronze Polido
Áspero
10
55
Carbono Puro 80
Ferro Fundido
Polido
81
21
Cimento 54
Carvão Pó 96
Cromo Polida 10
Cobre Comercial
Eletrolítico
Oxidado
Muito oxidado
07
02
65
88
Esmalte 90
Verniz 90
Ouro Polida 02
Grafite Pó 97
Gypsum
Gelo 97
Ferro Laminado
Oxidado
77
74
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Galvanizado
Estampado
Forjado
Galvanizado
Oxidado
Polido
Polido
23
28
16
28
Baquelite Envernizada
Porosa
Brilhante
93
97
87
Mercúrio 10
Níquel Liga ferro 05
Níquel Polida 05
Pintura a óleo 94
Papel 90
Papel Porosa 94
Platina Polida 08
Porcelana Envernizada 92
Quartzo 93
Borracha 95
Shellac, Black, Dull 91
Neve 80
Estanho 05
Aço Galvanizada
Muito oxidada
Lam. a frio
Áspera
Oxidada
Chapa laminada
28
88
24
96
69
56
Tungstênio 05
Água 98
Madeira Plainada 85
F. Flambe 20
Aparelhos de medição
Pirômetros ou radiômetros
Pirômetros são dispositivos de se medir temperatura à distância, ou seja, não precisam
ter um ponto em contato com a superfície do corpo cuja temperatura se queira medir.
Importante
Não se deve confundir os Pirômetros ou Radiômetros com Equipamentos de Visão
Infravermelho (Termovisores).
Os Pirômetros e Radiômetros medem a temperatura do ponto para onde está sendo
dirigida a mira do aparelho.
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Termovisores
Os Equipamentos de Visão Infravermelho (Termovisores)são equipamentos mais
sofisticados que permitem a análise da distribuição térmica de um objeto completo, de
toda uma região ou de vários objetos ao mesmo tempo.
Normalmente, os equipamentos de termovisão têm agregados Radiômetros ou
Pirômetros e desta forma pode-se ter a imagem térmica e se medir a temperatura dos
pontos desejados.
Os termovisores podem fornecer imagens em preto e branco ou em cores.
No caso das imagens em preto e branco, tem-se que uma temperatura mais elevada é
mais branca e uma temperatura mais baixa aparece mais escura. No caso das
imagens em cores visualizam-se as diferentes temperaturas através das diferentes
cores.
Componentes do termo visor:
Os principais componentes do termovisor são:
Unidade de câmera - A unidade de câmera é constituída de:
• Receptor óptico: lentes, filtros e diafragma.
• Mecanismo de varredura: prisma horizontal e vertical.
• Detector e reservatório de nitrogênio (Frasco de Dewar).
Aplicação da termografia em sistemas elétricos
A energia elétrica, desde a sua geração, transmissão e distribuição, passa por milhares
de equipamentos e conexões.
Os defeitos nos diversos componentes podem causar interrupções no fornecimento de
energia, acarretando enormes prejuízos às concessionárias e consumidores.
Portanto, é muito importante que o serviço de distribuição de energia elétrica seja cada
vez mais confiável e contínuo.
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Uma conexão elétrica em boas condições tem uma resistência de contato mais baixa
que um pedaço de condutor de comprimento equivalente e, portanto, opera com
temperatura igual ou inferior à dos condutores adjacentes.
Quando a conexão está defeituosa, os valores da resistência de contato são elevados
e se aquecem proporcionalmente aos valores quadráticos de corrente (P = Ri2).
Todos os corpos acima de zero graus absoluto (-273° C), emitem radiação
eletromagnética. O aparelho termovisor, através de um detector de alta sensibilidade
colocado na base de sua câmera, converte a energia radiante em sinal elétrico.
Aplicações
Podemos direcionar nossa imaginação sobre as mais variadas aplicações de um
"dispositivo" que nos fornece a possibilidade de enxergar as irradiações infravermelho
(calor). Alguns exemplo de aplicações :
• Verificação de falhas de isolações térmicas em:
− Paredes
− Tetos
− Tubulações
− Trocadores de calor
• Verificações de aquecimento em:
− Mancais de máquinas girantes
− Conexões elétricas
− Equipamentos mecânicos
− Equipamentos elétricos
Análises de defeitos/problemas que se caracterizam por variações de temperatura para
mais ou para menos.
Dos exemplos citados acima, as aplicações atualmente mais utilizadas se referem às
inspeções nos sistemas elétricos.
Planejamento das inspeções termográficas
O planejamento é uma atividade indispensável ao administrador moderno. As
inspeções termográficas também precisam ser planejadas para se obter:
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• Maior rendimento das inspeções - mais pontos inspecionados no mais breve tempo
disponível.
• Qualidade adequada nas inspeções
• Maior retorno do investimento efetuado
O planejamento por exemplo deve considerar:
a. Periodicidade das inspeções: Defina uma periodicidade em função da
confiabilidade maior ou menor do equipamento ou do sistema ou ainda dos riscos
ou dos problemas que têm ocorrido. Na área industrial, atualmente estão sendo
praticados períodos trimestrais, semestrais ou anuais.
b. Roteiro de inspeções: Estabeleça um roteiro considerando:
- Trajetória a ser seguida evitando-se deslocamentos desnecessários.
- A trajetória também deve considerar, na medida do possível, os horários em
que os equipamentos ou sistemas estejam com a maior carga.
- Convencione um nome para cada local e indique no roteiro. Isto fará com que
os relatórios técnicos fiquem mais claros .
- Oriente o que inspecionar em cada local.
- Identifique os Painéis e Equipamentos. Isto também trará o benefício citado
com a convenção dos nomes dos locais.
c. Simulação de cargas: Quando viável, planeje a simulação de cargas, ou seja, ligue
os sistemas de ar condicionado, máquinas de grande consumo, etc.
d. Acompanhamento: Defina antecipadamente a pessoa que ira acompanhar os
serviços de inspeção termográfíca. Informe-o ao máximo que puder sobre inspeção
termográfica e sobre o roteiro a ser seguido.
e. Preparativos dos locais e equipamentos a serem inspecionados: Os aparelhos de
termografia detectam apenas temperaturas superficiais, portanto é importante
tomar as seguintes providencias antecipadamente:
- Retirar barreiras, tampas ou portas que impeçam a visualização dos pontos a
serem inspecionados.
- Alguns disjuntores são instalados de forma que as portas somente podem ser
abertas quando os disjuntores são desligados. Ao se pensar nisto o disjuntor
deve ser desligado antecipadamente de forma mais conveniente.
- Muitos painéis têm instalados barreiras de acrílico para segurança contra
contatos eventuais de pessoas, e então também devem ser removidos para
inspeção.
f. Equipamentos instalados ao tempo: Os equipamentos instalados ao tempo, tais
como subestações e linhas aéreas devem ser inspecionados, preferencialmente,
em horários em que não haja incidência de raios solares.
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g. Carregamento de sistemas elétricos: A temperatura de uma conexão deficiente
aumenta com o quadrado da corrente. Os circuitos devem estar carregados com
pelo menos 30% das cargas.
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Ultra-som
 E o que é ultra-som?
 
 O som audível pelo ouvido humano está compreendido entre as freqüências de 20 a
20.000Hz.
 
 Alguns animais são capazes de ouvir ultra-sons. É o caso dos cães, que chegam a
perceber sons com 25.000 vibrações por segundo (25kHz). Os morcegos captam sons
de até 50.000 vibrações por segundo (50kHz).
 
 Os sons com freqüências abaixo de 20 Hz são chamados de infra-sons. Os sons com
freqüência acima de 20.000Hz são chamados de ultra-sons.
 
 Vantagens e desvantagens do ensaio por ultra-som
 O ensaio por ultra-som, comparado com outros métodos não destrutivos, apresenta as
seguintes vantagens:
• localização precisa das descontinuidades existentes nas peças, sem processos
intermediários, como, por exemplo, a revelação de filmes;
• alta sensibilidade ao detectar pequenas descontinuidades;
• maior penetração para detectar descontinuidades internas na peça;
• respostas imediatas pelo uso de equipamento eletrônico.
Como desvantagens podemos citar:
• exigência de bons conhecimentos técnicos do operador;
• atenção durante todo o ensaio;
• obediência a padrões para calibração do equipamento;
• necessidade de aplicar substâncias que façam a ligação entre o equipamento de
ensaio e a peça (acoplantes).
 
 
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 Aplicando o ultra-som
 
 O uso do ultra-som como ensaio não destrutivo é largamente difundido nas indústrias
para detectar descontinuidades em todo o volume do material a analisar, tanto em
metais (ferrosos ou não ferrosos) como em não metais.
 
 O ensaio consiste em fazer com que o ultra-som, emitido por um transdutor, percorra
o material a ser ensaiado, efetuando-se a verificação dos ecos recebidos de volta, pelo
mesmo ou por outro transdutor.
 
 
 Esquema básico: Ultra-som
 
 
 O que é transdutor?
 
Transdutor, também conhecido como cabeçote, é todo dispositivo que converte um tipo
de energia em outro. Conhecemos vários tipos de transdutores, entre eles o microfone
e o alto-falante.
 
 No ensaio de ultra-som, os transdutores são necessários para converter energia
elétrica em energia mecânica de vibração (ultra-som) e vice-versa.
 
 Parâmetros dos transdutores
 No ensaio por ultra-som, existe grande variedade de transdutores para atender a
diversas aplicações.
 
 São subdivididos em categorias: quanto ao ângulo de emissão/recepção do ultra-som
e quanto à função (emissorou receptor ou emissor/receptor).
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 Quanto ao ângulo de emissão/recepção do ultra-som os transdutores podem ser:
 
• Normais: emitem e/ou recebem o ultra-som perpendicularmente à sua superfície.
 
 
 Transdutor normal – monocristal
 
• Angulares: emitem e/ou recebem o ultra-som obliquamente à sua superfície.
 
 
 Transdutor angular - monocristal
 
 Quanto à função, os transdutores podem ser:
• Monocristal: possuem apenas um cristal piezelétrico. Há três modalidades:
− só emissor de ondas ultra-sônicas;
− só receptor de ondas ultra-sônicas (este tipo deve trabalhar junto com o
primeiro);
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− emissor e receptor de ondas ultra-sônicas (o mesmo cristal emite e recebe os
ecos ultra-sônicos de maneira sincronizada).
• Duplo cristal: o mesmo transdutor possui um cristal para recepção e outro para
emissão do ultra-som.
 
 
 Transdutor normal – duplo cristal
 
 Características dos transdutores
 Os elementos que caracterizam os transdutores são:
• Tamanho do cristal piezelétrico: os transdutores normais mais utilizados
possuem de 5 a 25mm de diâmetro. Em geral, nos transdutores angulares utilizam-
se cristais retangulares.
• Freqüência: devido às diferentes aplicações, existem transdutores com freqüência
de 0,5 a 25MHz. Os mais usuais vão de 1 a 6MHz.
• Amortecimento mecânico: o elemento a mortecedor suprime no transdutor
todas as vibrações indesejáveis do cristal.
• Face protetora: são elementos de contato com a peça. Em geral, são películas de
material plástico.
• Carcaça: elemento com forma apropriada para acomodar todo o conjunto e, ao
mesmo tempo, facilitar seu manuseio.
• Elementos elétricos: são contatos elétricos ligando o cristal piezelétrico ao
elemento de engate do cabo coaxial e à bobina geradora de freqüência.
 
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 Acoplante
 
 Como o ultra-som deve passar do transdutor para a peça com o mínimo de
interferência, há necessidade de colocar um elemento, o acoplante, que faça esta
ligação, evitando o mau contato.
 
 Este acoplante pode ser óleo, água, glicerina, graxa etc.
 
 Método de ensaio
 Quanto ao tipo de acoplamento, o ensaio por ultra-som pode ser classificado em dois
grupos:
 
• Ensaio por contato direto: o acoplante é colocado em pequena quantidade entre a
peça e o cabeçote, formando uma película.
 
 
 Acoplamento peça-transdutor
 
• Ensaio por imersão: a peça e o cabeçote são mergulhados num líquido,
geralmente água, obtendo-se um acoplamento perfeito.
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A aplicação deste método requer a construção de dispositivos adaptados ao tipo de
peça a ensaiar.
Agora você já sabe o que é uma onda sonora, como as ondas se propagam, o que é o
ultra-som, os tipos de transdutores e as técnicas de acoplamento, o próximo passo é a
realização do ensaio.
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Realizando o ensaio de
ultra-som
No capitulo anterior, você ficou sabendo que o ultra-som é uma onda mecânica que se
propaga de uma fonte emissora até uma fonte receptora, através de um meio físico.
Viu também que a velocidade de propagação depende do meio e do tipo de onda
emitido (longitudinal ou transversal). E ficou conhecendo alguns tipos de transdutores,
que são elementos fundamentais no ensaio, pois têm a função de receber o sinal
elétrico do aparelho e converter esse sinal em energia mecânica de vibração,
produzindo o ultra-som e vice-versa.
Agora, vamos completar nosso estudo conhecendo um pouco mais sobre as técnicas
de ensaios.
Técnicas de ensaio
Pelo tipo de transdutor utilizado, podemos classificar o ensaio por ultra-som em quatro
técnicas: por transparência, por pulso-eco, por duplo cristal e por transdutores
angulares.
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Técnica da transparência
Observe a figura abaixo.
Não havendo descontinuidades no material, o receptor recebe aproximadamente 100%
do sinal emitido.
Havendo descontinuidades, o receptor recebe uma porcentagem inferior ao sinal
emitido.
Esta técnica é mais indicada para processos automáticos que envolvem grandes
produções.
Ela não é apropriada para processos de medições manuais, por diversas razões:
• cansaço em segurar dois cabeçotes;
• a face posterior da peça pode ser inacessível;
• dificuldade de bom acoplamento dos dois lados;
• dificuldade de posicionar corretamente os dois cabeçotes;
• dificuldade em manusear o equipamento e os dois cabeçotes ao mesmo tempo.
Técnica por pulso-eco
Nos ensaios por ultra-som em processos manuais, geralmente usamos os transdutores
do tipo monocristal, emissor e receptor (pulso-eco), pela facilidade de manuseio e de
operação.
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É possível fazer uma medição precisa quando o transdutor não está emitindo sinal
durante a chegada de um eco. Neste caso, as ondas ultra-sônicas têm de ser
pulsantes para que o cristal possa receber os ecos de retorno nos intervalos de
pulsação.
É fácil entender que, se o pulso emissor bater numa descontinuidade muito próxima da
superfície, haverá um eco retornando, antes de terminar a emissão. Neste caso, o sinal
da descontinuidade não é percebido.
Zona morta do transdutor pulso-eco
Zona morta é a área próxima da superfície na qual não se detectam ecos durante o
tempo de emissão.
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Técnica do duplo cristal
Para ensaiar peças com pouca espessura, nas quais se espera encontrar
descontinuidades próximas à superfície, os transdutores pulso-eco não são
adequados, pelos motivos já vistos.
Neste caso, usamos outro tipo de transdutor – o transmissor e receptor (TR), por
duplo cristal. A zona morta, neste caso, é menor.
Os transdutores TR são usados freqüentemente para verificar dimensões de materiais
e detectar, localizar e avaliar falhas subsuperficiais.
Técnica com transdutores angulares
Imagine a colocação de qualquer dos transdutores vistos anteriormente sobre um
cordão de solda. Não teríamos acoplamento suficiente para o ensaio.
Neste caso, usamos os transdutores angulares, que possibilitam um acoplamento
perfeito e a detecção das descontinuidades.
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Equipamento de ensaio por ultra-som
No ensaio, o que nos interessa é medir a intensidade do sinal elétrico de retorno
(tensão), recebido pelo transdutor, e o tempo transcorrido entre a emissão do pulso e o
retorno do eco.
Imagine que você tenha em mãos uma chapa de aço com 50mm de espessura e
precise medir o tempo que o som leva para percorrer o caminho de ida e volta através
dessa espessura.
Sabendo que:
espessura (e) = 0,050m
velocidade de propagação do som no aço (v) = 5.920m/s
tempo (t) = sµ16,8 = t ou 0,0000168s = t 
5.920m/s
0,050m
 x 2 = t 
v
e
 x 2
µs = microsegundos
Como você mediria esse tempo tão pequeno?
O equipamento que realiza tais medidas no ensaio por ultra-som é um tipo de
osciloscópio. Os sinais elétricos recebidos do transdutor são tratados eletronicamente
no aparelho e mostrados numa tela, a partir da qual o técnico em ultra-som interpreta
os resultados.
Na tela, vemos na vertical a intensidade do sinal elétrico de saída do eco e de retorno
e, na horizontal, o intervalo entre a emissão e a recepção do pulso.
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Além de operar como osciloscópio, efetuando medições (fonte receptora), o aparelho
possui também uma fonte emissora de sinais elétricos, para gerar o ultra-som através
dos transdutores.
Esquema básico de resposta obtida no ensaio de ultra-som
Na prática, o valor numérico dessas medidas propriamente ditas não nos interessa,
pois trabalhamos por meio de comparações. Comparamos as alturas e as distâncias
entre os pulsos na tela com outros conhecidos, ajustados previamente na calibração
do equipamento. Vejamos o que isso significa.
Tomemos novamente o exemplo da chapa de aço com 50mm de espessura.O
procedimento para acerto da escala da tela consiste em ajustar as 10 divisões
horizontais da tela, a partir de um padrão confeccionado do mesmo tipo de material a
ser ensaiado.
Neste caso, usaremos um bloco de aço, que apresenta uma das suas dimensões
equivalente a 100mm. Portanto, cada divisão da tela terá 10mm (100mm/10 divisões =
10mm por divisão).
Logo, o valor do tempo (16,8µs) não nos interessa, mas sim que este tempo é relativo
a 50mm de peça, isto é, a distância entre o pulso de saída e o de retorno na tela,
corresponde a 50mm.
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Sendo nossa escala de 0 a 100mm, o pulso de resposta da parede oposta da chapa –
eco de fundo – aparecerá na tela na quinta divisão. Como a espessura cabe duas
vezes na tela ajustada para 100mm, aparecerá mais um pulso na décima divisão.
Essa é a metodologia utilizada para o ajuste da escala.
Tela com escala de 10 divisões
Observe que os pulsos, embora sejam da mesma superfície refletora, diminuem de
tamanho. Essa atenuação é causada pela distância que o som percorre no material, ou
seja, quanto maior a distância percorrida dentro da peça, menor a intensidade do sinal
de retorno, devido aos desvios e absorção do ultra-som pelo material.
Medição de espessura com o ultra-som
Em muitas situações a espessura do material define a condição de um componente ou
do próprio equipamento. Exemplos típicos são a espessura de uma chapa de um vaso
de pressão, a espessura da parede de uma carcaça de bomba e a espessura de
paredes de tubulações.
Os três exemplos acima, encontrados na maioria das industrias, apresentam requisitos
diferentes para a medição e acompanhamento da espessura.
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Na medição de espessura podem ser utilizados equipamentos convencionais , tais
como paquimetros e micrômetros, mas em peças de grande porte oo peças cujo o
acesso é impossível para instrumentos convencionais é utilizado a medição de
espessura por ultra-som.
O uso do ultra-som permite que a medição seja feita a partir de um só lado, permitindo
que o seja feita as medidas mais rapidamente e com maior precisão.
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Análise de óleos lubrificantes
As análises físico químicas de óleos lubrificantes e a ferrografia são técnicas
complementares de manutenção preditiva para equipamentos que trabalham com
óleos para lubrificação de mancais, engrenagens e circuitos hidráulicos.
O acompanhamento das características de especificação do óleo lubrificante e a
análise das partículas de desgaste e de contaminação são de fundamental
importância.
A viscosidade, o PH, o aspecto visual (cor e espuma), a contaminação por água e
outros elementos metálicos ou não metálicos, o tipo e a quantidade de aditivos, o teste
de RBOT (taxa de oxidação por bomba rotativa) são algumas características que
podem ser acompanhadas através de um simples kit de ensaio e/ou através de
laboratórios especializados;
A Ferrografia é a técnica de análise de óleos lubrificantes e de graxas para a análise
de partículas de desgaste. O principio básico de seu funcionamento é através da
análise da deposição de partículas de desgaste, metálicas ou não metálicas, que se
depositam devido aos efeitos de um campo magnético e gravimétrico.
Coletas de amostras de lubrificantes
Para se coletar uma amostra de lubrificante em serviço, deve-se escolher
criteriosamente o ponto de coleta; o volume a ser colhido e qual método deverá ser
utilizado na coleta.
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Escolha do ponto de coleta
As partículas que interessam para a análise são aquelas geradas recentemente.
Considerando este pré-requisito, o ponto de coleta deverá ser aquele em que uma
grande quantidade de partículas novas estejam em região de grande agitação.
Exemplos
• Tubulação geral de retorno do lubrificante para o reservatório;
• Janela de inspeção de reservatório, próximo à tubulação de descarga;
• Drenos laterais em reservatórios ou cárteres;
• Dreno geral de reservatório ou cárteres, em região de agitação,
• Varetas de nível.
Pontos após filtros ou após chicanas de reservatórios devem ser evitados, pois esses
elementos retiram ou precipitam as partículas do lubrificante.
Volume de amostra
São necessários apenas 100ml de amostra, que é colocada em um frasco com
capacidade para 150ml. Excesso de lubrificante, após a coleta, deve ser descartado
imediatamente, para evitar que as partículas se precipitem. O espaço de 50ml, que
corresponde a 1/3 do frasco, é deixado vazio para permitir uma agitação posterior da
amostra.
Métodos de coleta
Os principais métodos de coleta de lubrificantes envolvem válvulas de coleta, bombas
de coleta e imersão.
Se a máquina estiver dotada de válvulas de coletas, o método de coleta deverá passar
pela seguinte seqüência:
• Limpar a região da coleta;
• Abrir a válvula permitindo uma vazão razoável para arrastar as partículas (filete de
1/4" a 2", proporcional à máquina);
• Purgar 2 a 3 vexes o volume parado na tubulação da válvula;
• Retirar o frasco quando completar o nível de coleta nele indicado;
• Fechar a válvula (nunca abri-la ou fechá-la sobre o frasco);
• Descartar imediatamente o lubrificante que excedeu o nível de coleta;
• Limpar o frasco;
• Identificar a amostra com os seguintes dados: máquina, ponto de coleta, empresa e
data.
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Se o lubrificante estiver em constante agitação, a amostra poderá ser coletada pelo
método de imersão que consiste em mergulhar o frasco no lubrificante. Em casos de
temperaturas elevadas o frasco é fixado em um cabo dotado de braçadeiras. Esse
cuidado é necessário para evitar queimaduras no operador.
A seqüência para aplicar o método da imersão consiste nos seguintes passos:
• Destampar o frasco e prendê-lo no suporte com braçadeiras;
• Introduzir o frasco no reservatório ou canal de lubrificante, com a boca para baixo,
até que o nível médio do lubrificante seja alcançado, sem tocar no fundo do
reservatório ou canal; Virar o frasco para cima, permitindo a entrada do lubrificante;
• Descartar imediatamente o excesso de lubrificante que exceder o nível de coleta;
• Tampar o frasco com batoque plástico e tampa roscada;
• Limpar o frasco;
• Identificar a amostra com os seguintes dados: máquina, ponto de coleta, empresa,
data.
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Análise de lubrificantes por
meio da técnica ferrográfica
Uma fresadora CNC foi vistoriada pela equipe de manutenção da empresa e o líder da
equipe ficou encarregado de efetuar a coleta de amostra do óleo lubrificante da
máquina para uma ferrografia, pois era preciso constatar a ocorrência de desgaste de
alguns componentes de funções importantes.
Como o líder coletou a amostra de óleo? Como o exame de um óleo permite detectar
desgastes? O que é exame ferrográfico?
Conceito da ferrografia
A ferrografia é uma técnica de avaliação das condições de desgaste dos componentes
de uma máquina por meio da quantificação e observação das partículas em suspensão
no lubrificante.
Essa técnica satisfaz todos os requisitos exigidos pela manutenção preditiva e também
pode ser empregada na análise de falhas e na avaliação rápida do desempenho de
lubrificantes.
Origem da ferrografia
A ferrografia foi descoberta em 1971 por Vernon C. Westcott, um tribologista de
Massachusetts, Estados Unidos, e desenvolvida durante os anos subsequentes com a
colaboração de Roderic Bowen e patrocínio do Centro de Engenharia Aeronaval
Americano e outras entidades.
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O objetivo inicialmente proposto foi o de quantificar a severidade do desgaste de
máquinas e para a pesquisa foram adotadas as seguintes premissas:
1. Toda máquina desgasta-se antes de falhar.
2. desgaste gera partículas.
3. A quantidade e o tamanho das partículas são diretamente proporcionais à
severidade do desgasteque pode ser constatado mesmo a olho nu.
4. Os componentes de máquinas, que sofrem atrito, geralmente são lubrificados e as
partículas permanecem em suspensão durante um certo tempo.
5. Considerando que as máquinas e seus elementos são constituídos basicamente
de ligas de ferro, a maior parte das partículas provém dessas ligas.
A técnica ferrográfica
O método usual de quantificação da concentração de material particulado consiste na
contagem das partículas depositadas em papel de filtro e observadas em microscópio.
Este método, porém, não proporciona condições adequadas para a classificação
dimensional, que é de grande importância para a avaliação da intensidade do desgaste
de máquinas.
Orientando-se pela quinta premissa, ou seja, de que há predominância de ligas
ferrosas nas máquinas e seus elementos, Westcott inventou um aparelho para separar
as partículas de acordo com o tamanho. O aparelho chama-se ferrógrafo.
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Funcionamento do ferrógrafo
Acompanhando a figura anterior, o ferrógrafo de Westcott é constituído de um tubo de
ensaio, uma bomba peristáltica, uma mangueira, uma lâmina de vidro, um imã e um
dreno.
A bomba peristáltica, atuando na mangueira, faz com que o lubrificante se desloque do
tubo de ensaio em direção à lâmina de vidro, que se encontra ligeiramente inclinada e
apoiada sobre um imã com forte campo magnético. A inclinação da lâmina de vidro
garantirá que o fluxo do lubrificante tenha apenas uma direção.
O lubrificante, do tubo de ensaio até a extremidade final da mangueira, transporta
partículas grandes e pequenas com a mesma velocidade. Quando o fluxo passa sobre
a lâmina de vidro, a velocidade de imersão ou afundamento das partículas grandes
passa a ser maior que a velocidade das pequenas. Isto ocorre devido à ação do campo
magnético do imã. Nesse momento, começa a separação entre partículas grandes e
pequenas.
As partículas grandes vão se fixando na lâmina de vidro logo no seu inicio, e as
menores depositam-se mais abaixo.
Com esse ferrógrafo, constatou-se que as partículas maiores que 5µm fixam-se no
início da placa de vidro e que as partículas entre 1µm e 2µm fixam-se seis milímetros
abaixo. Essas posições têm grande importância, pois as partículas provenientes de
desgastes severos geralmente apresentam dimensões com mais de 15m, enquanto as
partículas provenientes de desgastes normais apresentam dimensões ao redor de 1µm
a 2µm.
O dimensionamento de partículas é efetuado com o auxílio de um microscópio de alta
resolução.
Muitas tentativas foram feitas até se obter a vazão de fluido e o imã mais adequados.
Nos ferrógrafos atuais, a vazão é de 0,3ml de fluido por minuto e 98% das partículas
ficam retidas na lâmina de vidro, mesmo as não magnéticas.
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Ferrograma
A figura seguinte mostra um ferrograma, isto é, uma lâmina preparada que permite
obter a dimensão aproximada de partículas depositadas. A lâmina mede
aproximadamente 57mm. Ao longo dela passa o fluxo de lubrificante que vai deixando
as partículas atrás de si. Como foi dito, as maiores ficam no início do fluxo e as
menores no final.
As partículas não magnéticas, como as provenientes de cobre e suas ligas, alumínio e
suas ligas, cromo e suas ligas, compostos orgânicos, areia etc, também depositam-se
no ferrograma. Isto é explicável pela ação da gravidade, auxiliada pela lentidão do
fluxo, além de algum magnetismo adquirido pelo atrito desses materiais com partículas
de ligas de ferro.
As partículas não magnéticas distinguem-se das partículas de ligas ferrosas pela
disposição que as primeiras assumem no ferrograma. No ferrograma as partículas de
materiais não magnéticos depositam-se aleatoriamente, sem serem alinhadas pelo
campo magnético do imã.
Uma outra importante utilidade do ferrograma é que ele permite descobrir as causas
dos desgastes: deslizamento, fadiga, excesso de cargas etc. Essas causas geram
partículas de forma e cores específicas, como se fossem impressões digitais deixadas
na vítima pelo criminoso.
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Ferrografia quantitativa
Com a evolução do ferrógrafo, chegou-se ao ferrógrafo de leitura direta, que permite
quantificar as partículas grandes e pequenas de modo rápido e objetivo. Seu princípio
é o mesmo adotado nas pesquisas com ferrogramas e encontra-se esquematizado a
seguir.
A luz proveniente da fonte, divide-se em dois feixes que passam por uma fibra óptica.
Esses feixes são parcialmente atenuados pelas partículas nas posições de entrada e
seis milímetros abaixo. Os dois feixes atenuados são captados por sensores ópticos ou
fotodectetores que mandam sinais para um processador, e os resultados são
mostrados digitalmente em um display de cristal líquido. Os valores encontrados são
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comparados com os valores obtidos por um ensaio sobre uma lâmina limpa,
considerando que a diferença de atenuações da luz é proporcional à quantidade de
partículas presentes.
O campo de medição vai de 0 a 190 unidades DR (Direct Reading = Leitura Direta),
mas é linear apenas até 100. A partir deste valor, as partículas empilham-se umas as
outras, acarretando leituras menores que as reais. Por isso, muitas vezes é necessário
diluir o lubrificante original para se manter a linearidade.
O acompanhamento da máquina, por meio da ferrografia quantitativa, possibilita a
construção de gráficos, e as condições de maior severidade são definidas depois de
efetuadas algumas medições. Os resultados obtidos são tratados estaticamente. Por
exemplo, o gráfico a seguir, chamado de gráfico de tendências, é obtido por meio da
ferrografia quantitativa.
O valor L + S, chamado concentração total de partículas, é um dos parâmetros
utilizados para avaliação do desgaste.
Significados:
L - (abreviatura de large, que significa grande) corresponde ao valor encontrado de
partículas grandes ( > 5µm).
S - (abreviatura de small, que significa pequeno) corresponde ao valor encontrado de
partículas pequenas (> 5µm).
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A unidade utilizada na ferrografia quantitativa é exclusiva e arbitrada. Para 50% da
área do tubo coberta por partículas foi arbitrado o número 100, adimensional. A leitura
fornecida pelo instrumento é diretamente proporcional à concentração de partículas da
amostra.
O manuseio dos valores de L e S permitem várias interpretações, tais como:
L + S = concentração total de partículas.
PLP = (L - S) / (L + S)* 100 = modo de desgaste.
IS = (L2 - S2) diluição = índice de severidade.
Significado do gráfico
Os resultados obtidos com a ferrografia quantitativa são utilizados principalmente na
análise de tendências.
O gráfico a seguir, chamado "curva de asa", mostra a evolução do desgaste dos
elementos de um máquina. Observe que o tamanho das partículas provenientes de
desgaste normal varia de 0,1µm até aproximadamente 5µm. A presença de partículas
maiores praticamente garantirá a indesejável falha do componente.
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Para maior clareza, observe o gráfico seguinte que mostra as faixas limítrofes dos
tamanhos das partículas.
Ferrografia analítica
A identificação das causas de desgaste é feita por meio do exame visual da morfologia,
cor das partículas, verificação de tamanhos, distribuição e concentração no
ferrograma.
Pela ferrografia analítica, faz-se a classificação das partículas de desgaste em cinco
grupos. O quadro a seguir mostra os cinco grupos de partículas de desgaste e as
causas que as originam.
Classificação das
Partículas
Causas
Ferrosas esfoliação; corte por abrasão; fadiga de rolamento; arrastamento;
desgaste severo por deslizamento
Não-ferrosas metais brancos; ligas de cobre, ligas de metal patente ou antrificação
Óxidos de ferro óxidos vermelhos; óxidos escuros; metais oxidados escuros
Produtos da degradação
do lubrificante
corrosão; polímeros de fricção
Contaminantes poeira